微生物應用于廢水領域的HistCite軟件分析

張玲玉 余萍 吳靜 陳珍芳

摘 要：文章以WOS數據庫中微生物應用于廢水處理領域的文獻記錄為樣本，借助分析工具HistCite，對該領域文獻出版時間、重要期刊、重要作者、文獻所屬國家進行統計分析，并生成該領域引文編年圖，旨在對相關領域的研究人員提供參考和幫助。

關鍵詞：微生物；廢水；HistCite

作為科研工作者，我們常常需要對一個陌生領域進行文獻調研。我們通常使用Web of Science（WOS）或者Google Scholar進行文獻檢索，并認為引用頻次較高的文章，就是該領域的重要文章。但是大多數情況下，搜索結果都不會太理想[1]。本文介紹了一種便捷的工具—HistCite，它可以幫助我們在短短幾個小時之內對陌生領域的大量文獻進行引證關聯分析，從而快速描繪出陌生領域的發展脈絡，鎖定重要文獻，找出該領域的明星科學家。

HistCite是由加菲爾德博士和其科研團隊于2007年研發出的一種引文編年化可視軟件。與其他軟件相比，HistCite能夠識別所研究領域內的關鍵文獻，重現研究領域的歷史及發展情況，分析下載文獻中的作品數量和引用比率[2]，指導科研工作者從眾多的科學文獻資料中找出所研究領域的研究歷史軌跡、發展規律和未來趨勢[3]。

本文對WOS數據庫收錄的有關微生物應用于廢水處理領域的文獻進行了計量研究，旨在為相關領域的研究人員提供參考。

1 數據來源及研究方法

1.1 數據來源

WOS數據庫是由美國科技信息所推出的引文索引數據庫，是全球最大、覆蓋學科最多的綜合性學術信息資源，支持自然科學、社會科學、藝術與人文學科的文獻檢索，數據來源于期刊、圖書、專利、會議錄、網絡資源（包括免費開放資源）等，是國際公認進行科學統計和科學評價的主要檢索工具。

本文以Web of Science為數據源，因文獻量較大，將檢索式設為“標題：（microbial or microorganism or microbe）And標題：（wastewater or waste water）”，研究方向設為“environmental science ecology and engineering and water sources and chemistry”，檢索時間為1945至2018年8月21日，共獲得1 268篇文獻記錄。利用HisCite軟件找到該研究領域被遺漏的引用次數最高的10篇文章[4]，并加入分析庫中，共獲得本次分析的有效樣本1 278篇，共涉及4 183位著者，294種期刊。

1.2 研究方法

本文涉及并進行計量的主要指標有[5]：發文量；本地被引頻次（Local Citation Score，LCS），指這篇文章在當前數據集中被引用的次數，也可以理解為這篇文章在其所屬的研究領域內的被引頻次；全球被引頻次（Global Citation Score，GCS），是指這篇文章被整個WOS數據庫中所有文獻引用的次數；本地總被引頻次（Total Local Citation Score，TLCS），是指在當前數據集中，文獻的被引頻次之和；總被引頻次（Total Global Citation Score，TGCS），是指在WOS數據庫中，所有文獻被引頻次之和。

一篇文章的LCS越高，代表它的影響力越高，GCS高則表示這篇文章被世界許多專家學者所關注。當一篇文章的GCS高而LCS低，則表示這種關注并不是來自本領域的專家學者，也間接說明這篇文章的參考意義不大[6]。

2 數據統計和分析

2.1 文獻出版時間分析

圖1為微生物應用于廢水處理領域的文獻出版時間分布。從文獻數量來分析，微生物廢水領域第一篇文獻發表時間為1962年，1962—2006年期間每年發表的文獻數量不多，均小于20篇。從2007年開始，文獻呈現爆發式增長，2017年達到165篇（2018年數據不完整不作分析），說明目前微生物廢水領域的研究正處在快速發展階段。從文獻的TLCS來分析，2003年之前發表的文獻TLCS均不是很高，說明2003年之前微生物廢水領域研究正處在初始階段，研究方向較多較雜，或是未有重大的研究發現。TLCS在2005年達到頂峰，截至檢索時間，共被引用了338次，說明2005年是微生物廢水領域研究具有重要意義的一年，需結合引文編年圖進行進一步分析。

2.2 重要期刊分析

期刊的學術水平高低以及影響力強弱可以根據期刊在某領域的被引頻次進行判斷。本文根據期刊的TLCS從高到低進行排列，選取前10名作為重要期刊，結果如表1所示。

從表1中可以看出，TLCS和TGCS最高的雜志均為《ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY》，說明該雜志在微生物廢水領域的影響力較大，能夠被該雜志收錄的文章均具有較高的學術水平。發文量最多的為《WATER RESEARCH》和《WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY》，分別占所檢索文獻總數的7.9%和8.5%，說明這兩個雜志可以作為微生物廢水領域研究人員的潛在投稿期刊。

2.3 重要作者分析

作者在某領域內論文的LCS能夠在某種程度上反映對其所研究領域的影響程度。結合發文量和TLCS兩項指標，可以確定微生物廢水領域的重要作者，結果如表2所示。作者Logan BE的發文量最多，有23篇，TLCS次數也是最多，共727次，是微生物廢水領域當之無愧的領軍人物。經過對前10名作者發表的文獻進行進一步分析后，可以得知，排名前10的作者，或與Logan Bruce E為同一課題組，或與Logan Bruce E合作發表過文章，因此發文量雖然不是特別多，但是TLCS依然排在前列。值得注意的是，TLCS排名第6的He Zhen，發文量有19，但實際上并不是同一作者所著。這個是HisCite軟件的缺點之一，只是根據作者的姓名拼寫進行統計，不能完全區分是否是不同地區不同的作者的文章。

2.4 發文國家分析

結合發文量和TLCS兩項指標，能夠在一定程度上反映不同國家的整體科研實力和學術影響力。本文根據不同發文國家的TLCS從高到低進行排列，列出前10名，結果如表3所示。

這10個國家的發文量占所檢索文獻總數的74.8%，其中中國是發文量最多的國家，截至檢索時間，共有403篇文獻，占比31.5%，TLCS為451次，但影響力最高的是美國，共發文235篇，占比18.4%，TLCS為1 159次，遠高于其他國家的總被引頻次。發文量靠前的國家依次有印度（第3名）、韓國（第4名）、西班牙（第5名），TLCS靠前的國家依次有比利時（第3名）、澳大利亞（第4名）、德國（第5名）。

2.5 引文編年圖分析

HistCite的Grahps Maker功能，可以根據載入文獻的出版年份、被引用頻次、引用關系進行引文編年圖的繪制，將該領域的發展歷史清晰地展示出來。本文研究依據LCS對文獻進行排序，設置閾值為30，表示選取LCR排名前30的文獻，結果如圖2所示。圖中一個圓圈表示一篇文獻，圓圈旁邊的數字表示該文獻在文獻集合中的唯一序號。文獻被引頻次多少可以通過圓圈的大小表示，圓圈越大，被引頻次越多。不同圓圈間的箭頭，表示文獻間的引用關系，箭頭指向文獻為被引用的文獻[7]。

通過圖2可以發現，編號為244，題名為“Microbial fuel cells： Methodology and technology”[8]的文章圓圈最大，箭頭指向也最多，在微生物廢水領域為核心文獻。該篇文章由Logan等于2006年發表于雜志《ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY》，主要綜述了構建微生物燃料電池的不同材料和方法，以及用于分析系統性能的技術，并對在微生物燃料電池研究中應當包含哪些信息提出了建議。其次是編號208，題名為“Electricity generation using an air-cathode single chamber microbial fuel cell in the presence and absence of a proton exchange membrane”[9]，該篇文章由Liu等于2004年發表于雜志《ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY》，主要研究了以家用廢水中的細菌用作生物催化劑，葡萄糖和廢水作為基質，分別測試了在有聚合離子交換膜和沒有聚合離子交換膜的情況下，碳電極作為空氣陰極的微生物燃料電池的發電功率。排名第3的是編號206，題名為“Production of electricity during wastewater treatment using a single chamber microbial fuel cell”[10]，該篇文章也由Liu等于2004年發表于雜志《ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY》，該篇文章采用了包含8個石墨電極（陽極）和一個空氣陰極單室微生物燃料電池進行試驗。該系統能夠在經當地污水處理廠初級澄清池過濾后的廢水連續流動條件下運行。單室微生物燃料電池原型反應池能產生的電能達到最大26 mW/m2，同時將廢水的COD減少80%。

3 結語

利用HistCite軟件對WOS數據庫中微生物處理廢水領域的文獻進行分析，結果表明，文獻數量整體呈逐年持續增長趨勢，最大的研究熱點是利用微生物燃料電池處理廢水并同時產生電能。綜合來看，最具影響力的期刊為《ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY》，發文量最高的為《WATER RESEARCH》和《WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY》。中文文獻的發文量遠高于其他國家，但文章影響力還屬美國最高。綜合分析文獻年代分布圖、重要文章作者以及引文編年圖可以得知，2004—2006年是微生物燃料電池處理廢水領域的關鍵年份，領軍人物為Logan，作為該領域的研究人員，需重點關注他所發表的文章。

[參考文獻]

[1]楊蔚.快速進入陌生領域[EB/OL].（2015-07-04）[2018-10-18].ttps：//www.ztever.com/histcite-manu/.

[2]肖明編.知識圖譜工具使用指南[M].北京：中國鐵道出版社，2014.

[3]張月紅.HistCite—一個新的科學文獻分析工具[J].中國科技期刊研究，2007（6）：1096.

[4]百度文庫.HistCite使用教程（個人總結）[EB/OL].（2013-11-28）[2018-10-18].https：//wenku.baidu.com/view/81bf09dfaeaad1f346933f98.html.

[5]劉小溪，柳韋華，宋平，等.Web of Science中癌癥病人臨終關懷研究的文獻計量分析[J].醫學與哲學，2017（9）：24-26.

[6]羅昭鋒.引文分析軟件histcite簡介[EB/OL].（2010-11-13）[2018-10-18].http：//blog.sciencenet.cn/blog-304685-383399.html.

[7]陸和建，周海晨，徐從平，等.利用HistCite對大數據領域文獻進行可視化分析的研究[J].大學圖書情報學刊，2016（5）：101-105.

[8]LOGAN B E，HAMELERS B，ROZENDAL R，et al.Microbial fuel cells： methodology and technology[J].Environmental Science and Technology，2006（17）：5181-5192.

[9]LIU H，LOGAN B E.Electricity generation using an air-cathode single chamber microbial fuel cell in the presence and absence of a proton exchange membrane[J].Environmental Science and Technology，2004（14）：4040-4046.

[10]LIU H，RAMANATHAN R，LOGAN B E.Production of electricity during wastewater treatment using a single chamber microbial fuel cell[J].Environmental Science and Technology，2006（7）：2281.

Abstract：Taking the literature of microorganisms application in the field of wastewater treatment based on the WOS database as samples， the statistical analysis of the literature publishing time， important journals， important authors， and the countries which the literature belongs to was carried out by the software of HistCite. The citation chronicle diagram in this field was also generated. The goal of this study was to provide reference and help for researchers in related fields.

Key words：microorganism； wastewater； HistCite